Послеуборочное дозревание зерна

Зерно полной (технической) зрелости имеет пониженные се­менные и технологические качества. Полная физиологическая зрелость зерна, при которой оно отличается наивысшей всхожес­тью­ и энергией прорастания, наступает через некоторое время в процессе его хранения. Этот период называется периодом после­уборочного дозревания. На этой стадии в зерне продол­жаются те процессы, которые начались при его созревании, в результате завершается синтез белка, крахмала, жира, уменьшается актив­ность ферментов, снижается интенсивность дыхания. Наступает состояние покоя. Отмечается также улучшение технологических качеств в небольших пределах: повышается качество сырой клейковины в зерне пшеницы, увеличивается выход масла при переработке маслосемян.

Послеуборочное дозревание происходит только в том случае, если синтетические процессы в семенах преобладают над гидролитическими. А для этого необходимо, чтобы зерно находилось в сухом состоянии. Это главное условие для нормально протекающего процесса дозревания. В свежеубранном зерне с повышенной влажностью преобладание процессов гидролиза приводит не к уменьшению физиологической активности, а к ее дальнейшему росту. Послеуборочное дозревание в таких партиях зерна не происходит. Зерно дозревает только в условиях положительной температуры и наиболее интенсивно при 15…30 ^оС. Наиболее интенсивно послеуборочное дозревание протекает при активном доступе воздуха. Недостаток кислорода и накопление в зерновой массе диоксида углерода замедляют дозревание. В результате проведенных исследований многими учеными установлено, что заметного увеличения количества клейковины у пшеницы не происходит, но улучшается качество клейковины, она становится более растяжимой и эластичной. Процесс дозревания отражается благоприятно и на потреби­тельской ценности зерна, и качестве продуктов переработки его. Так мука, полученная из зерна, после окончания в нем процес­са послеуборочного дозревания обладает лучшими хлебопекар­ными свойствами, крупа – лучшей разваримостью; стойкость зерна в хранении повышается.

Продолжительность периода послеуборочного дозревания у различных культур разная от 3 недель до 5 месяцев. Короткий период послеуборочного дозревания у озимых культур.

Хранение зерна

Хранение зерна может быть временным (краткосрочным) и длительным (долгосрочным). Первое по продолжительности исчисляется в сутках или месяцах (один-три), второе длится от нескольких месяцев до нескольких лет.

В практике применяют два способа хранения зерна:

- в упаковке (в мешках);

- насыпью (в складах, бункерах, силосах).

Основной способ хранения зерновых масс – хранение насыпью.

В практике хранения зерна в различных странах применяют три режима:

- хранение зерновых масс в сухом состоянии, то есть имеющих пониженную влажность (в пределах до критической);

- хранение зерновых масс в охлажденном состоянии, когда температура понижена до пределов, оказывающих тормозящее влияние на все жизненные функции компонентов зерновой массы;

- хранение зерновых масс в герметических условиях (без доступа воздуха).

Выбор режима хранения определяется технологической и экономической целесообразностью.

Сохранность зерна при хранении зависит от различных факторов, которые подразделяются на две группы:

1) абиотические факторы;

2) биотические факторы.

Абиотические факторы – это факторы неживой природы, условия внешней среды, влияющие на сохранность продуктов. Биотические факторы связаны с живым началом, с природой продуктов как живых организмов. Биотические и абиотические факторы сохранности зерна взаимосвязаны между собой.

Абиотические факторы: температура,относительная влажность воздухав хранилище,воздухообмен(вентиляция).

Биотические факторы:

1) биохимические процессы, или процессы обмена веществ, протекающие внутри зерна;

2) микробиологические процессы, то есть степень воздействия различных микроорганизмов на зерно;

3) развитие вредителей (насекомых, клещей) и грызунов в зерне.

К биохимическим относят процессы, обусловленные действием ферментов самого зерна. Интенсивность их протекания зависит от химического состава, особенностей обмена веществ и условий хранения. Наибольшее влияние на сохранность зерна при хранении оказывают дыхание. Выделяют два вида дыхания растительных продуктов – аэробное и анаэробное.

Процесс аэробного дыхания заключается в окислении моносахаров (глюкозы) кислородом воздуха и сопровождается потерей массы зерна, повышением влажности, выделением большого количества тепла и изменением газового состава окружающего воздуха:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ → 6СО₂ + 6Н₂О + 2765 кДж.

Выделяющиеся при этом тепло и влага могут быть причиной дальнейшего усиления процесса дыхания. Это происходит при плохой вентиляции хранящихся продуктов.

На интенсивность дыхания также большое влияние оказывает газовый состав воздуха. Повышенные концентрации углекислого газа и пониженные концентрации кислорода сильно тормозят аэробное дыхание растительных продуктов. При снижении концентрации кислорода до 2 % и менее растительные организмы переходят на анаэробное дыхание:

С₆Н₁₂О₆ → 2СО₂ + 2С₂Н₅ОН + 115 кДж.

Выделяющийся при этом этиловый спирт губительно действует на растительные ткани, приводит к потере всхожести зерна.

Микробиологические процессы – одна из главных причин порчи пищевых продуктов при хранении. Основные из них – это брожение, гниение и плесневение.

Под действием микроорганизмов изменяются прежде всего основные показатели све­жести зерна: цвет, блеск, запах и вкус. Изменение в цвете зерна сопровождается образова­нием запахов разложения, обусловленных развитием микроорганизмов.

Значительно снижают сохранность зерна при хранении и наносят большой ущерб различные вредители – насекомые и клещи, а также грызуны. Они уничтожают зерно, загрязняют их своими выделениями, являются переносчиками возбудителей инфекционных заболеваний.

Вредители хлебных запасов распространены очень широко и известны давно. С появле­нием хранилищ началось заселение их насекомыми и грызунами. Постепенно они образо­вали группу вредителей хлебных запасов. Часть из них настолько приспособилась к суще­ствованию в хранилищах и хранимых объектах, что потеряла связь с природой (амбарный долгоносик, амбарная моль, хрущаки). Другие способны размножаться и существовать как в природе, так и в хранилищах (рисовый долгоносик, зерновая моль, фасолевая зерновка, клещи). Третьи размножаются только в природных условиях и попадают в хранилище вме­сте с урожаем (гороховая зерновка, зерновая совка, нематоды).

Все меры борьбы с вредителями делят на две группы:

1) профилактические (предупредительные);

2) истребительные.

Наибольшее значение в борьбе с вредителями имеют профилактические меры, так как их применение исключает зара­жение зерна, а также позволяет избежать ухудшения качества и потерь в массе. Истреби­тельные меры применяют к уже зараженным объектам и направлены они на уничтожение вредителей различными способами и средствами.

К группе профилактических мероприятий относят следующее:

1) соблюдение санитарного режима;

2) создание условий, неблагоприятных для развития и размножения вредителей.

Истребительные мероприятия применяемые для уничтожения вредителей получили название дезинсекции. К ним относят биологические, физико­механические и химические способы.

Крупа

Крупу классифицируют по виду зерна, из которого она выработана, и по способу технологической обработки. Качество и ассортимент крупы формируется в процессе ее производства.

Пищевая ценность крупы зависит от ее химического состава. Основной составной частью всех видов крупы является крахмал (47,4-73,7%). Наибольшим содержанием крахмала отличается крупа из риса, пшеницы, кукурузы. В состав крупы входят белки (7-23%), больше всего полноценного белка в крупе из бобовых, по содержа­нию незаменимых аминокислот ценной является также крупа из гре­чихи, риса, овса. Липидов в крупе 0,5-6,9%. Клетчат­ки в крупе от 0,2% (в манной) до 2,8% (в овсяной). Цен­ность крупы зависит также от ее цвета, внешнего вида и кулинарных свойств, которые характеризуются вкусом, консистенцией, запахом, развариваемостью и увеличением объема.

Энергетическая ценность 100 г крупы 322-356 ккал или 1347- 1489 кДж.

Крупы из гречихи. Крупу получают из пропаренного или непропаренного зерна гречихи.Крупа из непропаренного зерна имеет кремовую с желтоватым или зеле­новатым оттенками окраску и мучнистую консистенцию. Под влиянием гидротермической обработки (ГTO) разрушается хлорофилл, поэтому крупа приобретает коричневую окраску. Из гречихи выра­батывают две разновидности крупы: ядрицу (целые) первого, второго и третьего сорта, продел (колотые) на сорта не подразделяется, ядрицу быстроразваривающуюся первого, второго и третьего сорта и продел быстроразваривающийся на сорта не подразделяется.

Гречневая крупа характеризуется высокой биологической ценно­стью, так как в белках преобладают альбумины и глобулины, содержа­щие все незаменимые аминокислоты. В быстроразваривающейся кру­пе белков меньше, что связано с тепловой денатурацией этих фракций белка в процессе ГТО. Основным компонентом крупы являются углеводы, в частности крахмал (около 60%). Крахмальные гранулы мел­кие, округлые или многогранные. Ядро гречневой крупы не шлифуется, поэтому содержит до 2% клетчатки. Липиды (около 3 %), как и у других круп, представлены на 80% ненасыщенными жирными кислотами. Гречневая крупа не содержит глютен.

Гречневая крупа разваривается в течение 20...40 мин., быстроразваривающаяся в течение 15 мин., увеличиваясь при этом в объеме в 4...5 раз.

Крупы из риса. Различают три подвида риса: длиннозерный (6...8 мм), среднезерный (5...6 мм) и корот­козерный, или круглый, рис (4...5 мм).

Из риса вырабатывают рисовую крупу шлифо­ванную сортов Экстра, высшего, первого, второго и третьего и дробленую шлифованную на сорта не делится.

Рис шлифованный представляет собой зерна риса, с которых полно­стью удалены оболочки, большая часть алейронового слоя и зародыша. Поверхность ядра слег­ка шероховатая, белого цвета, на отдельных ядрах могут быть остатки семенной оболочки. В связи с высокой хрупкостью ядра из-за присутствия микротрещин в эндосперме, в рисе шлифованном до­пускается значительное количество дробленого ядра в составе основ­ной крупы, которое колеблется от 4% до 25 % в зависимости от сорта.

Рис дробленый шлифованный – продукт переработки риса в крупу, состоящий из колотых, дополнительно шлифованных ядер, размером менее ⅔ целого ядра.

Рисовая крупа отличается высоким содержанием крахмала (до 85 % сухого вещества), хорошо хранится, так как содержит мало липидов (до 1,0 %). В рисовой крупе по сравнению с другими видами круп содер­жится незначительное количество витаминов. Это связано с тем, что витамины и минеральные вещества сосредото­чены в основном в периферийных частях зерновки, которые удаляют­ся в процессе получения крупы. Рисовая крупа не содержит глютен.

Время варки рисовой крупы – 20...40 мин, увеличение в объеме – 4...6 раз.

Пропаренный рис. Обработка паром – специальная технология повышения качественных характеристик риса. Необрушенный рис замачивают в воде, а затем обрабатывают горячим паром под давлением. Прошедшие эту процедуру зерна сушат и шлифуют как обычный рис. После обработки зерна пропаренного риса приобретают янтарно-желтый оттенок и становятся полупрозрачными.

Крупа из проса. Крупу пшено шлифованное получают из проса путем освобождения его от цветковых пленок, частично от плодовых, семенных оболочек и зародыша. В зависимости от качества крупу пшено шлифованное подразделяют на следующие сорта: высший, первый, второй, третий.

Крупа имеет шаровидную форму с небольшим углублением на месте зародыша. Поверхность крупинок матовая, шероховатая, с темной точкой на месте соединения цветковых пленок с ядром. Окраска пше­на от светло-желтой до ярко-желтой. В крупе много крахмала (около 75 %), состоя­щего из мелких зерен. Углеводы, кроме крах­мала, представлены сахарами –1,7 %, пентозанами – 3 %, клетчат­кой – 0,7 %. Зародыш в просе клинообразно входит в эндосперм, и после шлифования в получаемой крупе часть его оста­ется. В результате пшено шлифованное содержит много ли­пидов (до 3,3 %), состоящих из ненасыщенных жирных кислот, за счет этого оно плохо хранится (по сравнению с другими крупами), быстро прогор­кает. При хранении пшена, особенно на свету, разрушаются пигменты, и крупа из желтой превраща­ется в белую с сероватым оттенком.

Пшено разваривается за 25...30 мин, увеличиваясь при этом в объ­еме в 4...6 раз.

Крупы из овса. В зависимости от способа обработки и качества овсяную крупу под­разделяют на виды и сорта. Крупа овсяная недробленая высшего, первого, второго сорта – это продукт, получаемый из овса, прошедшего пропаривание, шелушение и шли­фование. Крупа овсяная плющеная высшего, первого, второго сорта получается в результате плющения овсяной недробленой крупы на вальцовых станках, предварительно прошедшей повторное пропаривание.

Цвет у этих видов круп серовато-желтый различных оттенков. Каши из овсяной крупы варятся медленно (1 час) и увеличи­ваются в объеме только в 3 раза. Вкусовые достоинства не очень высо­кие – вязкая, плотная консистенция. В связи с этим овсяную крупу подвергают дополнительной обработке, получая хлопья. В зависимости от способа обработки сырья овсяные хлопья подраз­деляют на три вида: «Геркулес», лепестковые и «Экстра». Кроме того, овсяные хлопья «Экстра» в зависимости от времени варки делятся на три группы, обозначенные номерами: № 1 – овальные, крупных размеров кремового цвета с коричневым оттенком 15 мин.; № 2 – овальные, средних размеров кремового цвета с желтым оттенком 10 мин.; № 3 – различной формы мелкие хлопья от светло-серого до светло-коричневого цвета разных оттенков 5 мин.

Основная составная часть крупы – углеводы, причем на долю крах­мала приходится в среднем 50 %, что значительно меньше по сравнению с дру­гими крупами. Содержится значительное количество клетчатки (3 %) и пентозанов (5...7 %), что придает каше вязкость и рекомендуется для диетического питания. По количеству белков (11 %) овсяная крупа превосходит многие крупы.

Крупы из ячменя. Перловая крупа представляет собой ядро удлиненной формы с закругленными концами (для № 1 и № 2) и округлой формы, допускается с острыми концами (для № 3, 4, 5) освобожденное от цвет­ковых пленок, отшлифованное и полированное, белого цвета с желтоватым, кремовым или сероватым оттенками, с темными по­лосками на месте бороздки.

Ячневая крупа – это частицы дробленого и шлифованного зародыша и ядра различной величины и формы, полностью освобожденные от цветковых пленок и частично плодовых оболочек. Цвет крупы белый с желтоватым, иногда зелено­ватым оттенками.

Ячменная крупа содержит крахмала около 65 %, но крахмальные зерна сравнительно медленно набухают и клейстеризуются, что влияет на продолжитель­ность варки. Содержится много клетчатки, причем у перловой крупы меньше (1,0 %), чем у ячневой (1,4 %), белков (до 10 %), гемицеллюлоз до 6 %, в том числе гумми веществ 2 %. Сахара представлены сахарозой (1,9 %) и моносахаридами (до 0,5 %).

Крупы из пшеницы.Пшеничная шлифованная крупа содержит много крахмала (62 %) и белков (11,5%). Количество клетчатки в пшеничной шлифованной крупе значительно больше, чем в манной, особенно в Полтавской – 0,7 % (Ар­тек – 0,3 %, манная – 0,2 %). Продолжительность варки крупы зависит от номера крупы и составляет 15...60 мин. Каша получается вязкая или рассыпчатая, с приятным вку­сом, увеличивается в объеме в 4...5 раз.

Манная крупа – пшеничная крупа грубого помола со средним диаметром частиц от 0,25 до 0,75 мм. Манную крупу в зависимости от вида используемой пшеницы под­разделяют на марки: «М» – из мягкой пшеницы, «Т» – из твердой пшеницы, «МТ» – из мягкой пшеницы с примесью твердой (до 20 %). Манная крупа получается одновременно с сортовой пшеничной хлебопекарной мукой и составляет 1...2 % переработанного зерна.

Пищевая ценность зависит от качества зерна пшеницы и близка к пшеничной муке высшего сорта. Марка «М» содержит минимальное количество клетчатки (0,14%) и золы (0,54%), бедна белками (12%), но они хорошо усваиваются, и богата крахмалом. Каша из крупы этой марки дает наибольшее увеличение в объеме по сравнению с другими марками и быстро варится (3...5 мин).

Марка «Т» содержит больше золы (0,63%), клетчатки (0,2%), бел­ков (13... 15 %) и, следовательно, меньше крахмала (81 %).

Крупа марки «МТ» занимает промежуточное положение.

Одним из важных показателей качества манной крупы является зольность. По нему судят о тщательности отделения покровных тканей зерна. Этот показатель колеблется от 0,6 % для марки «М» до 0,85 % для марки «Т».

Крупы из кукурузы. Кукурузную крупу в зависимости от способа производства и разме­ра крупинок делят на виды:

- кукурузная шлифованная представляет собой частицы ядра куку­рузы различной формы, полученные путем отделения плодовых обо­лочек и зародыша, зашлифованные с закругленными гранями белого или желтого цвета.

- кукурузная крупная и мелкая – дробленые частицы ядер кукурузы различной формы, полученные путем отделения плодовых оболочек и зародыша. Кукурузная крупная крупа используется для производства хлопьев и воздушных зерен, а мелкая – кукурузных палочек.

В химическом составе кукурузной крупы преобладает крахмал (70 %). Белков мало – около 8 %, они очень бедны по аминокислот­ному составу. В кукурузной крупе присутствует β-каротин (0,2 мг на 100 г).

Кукурузная крупа варится довольно долго – от 60 мин и более, увеличиваясь в объеме в 4...5 раз, и быстро становится жесткой за счет быстрого ста­рения клейстеризованного крахмала.

Крупы из гороха.В зависимости от способа обработки крупу из гороха делят на виды: горох целый шлифованный; горох колотый шли­фованный. По качеству целый и колотый горох шлифованный делятся на два сор­та – первый и второй.

Целый шлифованный горох состоит из целого шлифованного зерна желтого или зеленого цвета с неразделенными семядолями, примесь колотого гороха не должна превышать 5 %. Для колотого гороха харак­терны разделенные семядоли и примесь целого гороха – не более 5 %. Пищевая ценность гороха очень высокая в связи с большим содер­жанием белков (до 23 %). Углеводы представлены в основном крахмалом – 47 %, что меньше чем в других крупах, но количество сахаров выше (3,4%). Содержание клетчатки составляет 1 %. Липиды гороха (1,6 %) состоят в основном из ненасыщенных жирных кислот, среди которых преобладает линолевая кислота.

Горох долго варится (до 60 мин.), незначительно увеличиваясь при этом в объеме в 2 раза, образуя часто вязкую пюреобразную массу. Но горох используют для приготовления каш редко, в основном для при­готовления супов и консервов.

Формирование качества крупы в процессе производства.Основная задача переработки зерна в крупу – максимальное удале­ние внешних покровов зерна, не усваиваемых организмом человека. Обыкновенные крупы получают по традиционной технологии, а для круп быстрого приготовления тре­буется использование дополнительных технологических операций.

Переработки зерна в крупу. Калибровка зерна по размеру производится с целью увеличения вы­хода целой крупы и облегчения отделения шелушеных и нешелушеных зерен.

Шелушение зерна представляет собой операцию отделения наруж­ных пленок от зерна. Применяемые способы шелушения зависят от строения зерна, прочности связи оболочек и ядра, прочности ядра и ассортимента получаемой продукции.

Сортирование продуктов шелушения. В результате шелушения получают смесь различных продуктов: основной продукт – шелушеное ядро, часть зерен остается нешелу­шеной, образуются лузга (отделенные наружные пленки), дробленое ядро и мучка. Для разделения продуктов шелушения зерна проводят сортирова­ние. Мучку и дробленое ядро выделяют в просеивающих машинах, лузгу отвеивают в аспираторах, смесь шелушеных и нешелушеных зерен разделяют в крупоотделительных машинах. Нешелушеное зерно направляют на повторное шелушение. Если же провести разделение шелушеного и нешелушеного зерна невозможно, то на повторное шелушение направляют смесь про­дуктов.

После шелушения такая крупа, как ядрица (из гречихи), уже готова
к употреблению и дальнейшей обработки не требует. Для многих же других видов круп проводится финишная обработка ядра для улучшения товарного вида крупы и ее кулинарных достоинств (разваримости, усвояемости и переваримости). Она заключается в шлифовании ядра для удаления остатков оболочек, а также зародыша, при этом ядро приобретает гладкую поверхность. Для некоторых видов и сортов круп (рис, горох) применяют полирование, придающее крупе красивый вид (блестящую поверхность) и однородность. При полировании с поверхности ядра удаляется мучка, оставшаяся после шлифования, заглаживаются царапины, крупа становится более светлой и яркой.